ARPとは(アドレス解決の概要と通信の仕組み)

2022年5月25日2022年5月29日

ARPの基礎について説明します。

ARP(Address Resolution Protocol)とは

概要

ARP(アープ)とは、「Address Resolution Protocol」の略で、IPアドレスからMACアドレスを解決(学習/取得)するためのプロトコルです。TCP/IP通信において、最終的に目的地(宛先ホスト)に辿り着くためには、その機器が持っているMACアドレスが必要です。

特定のIPアドレス(宛先ホスト)のMACアドレスを知りたい機器は、ARP要求(ARPリクエスト)をネットワーク全体に送信し、そのIPアドレスを持っている機器は、ARP応答(ARPリプライ)を返信します。ARP応答を受け取った機器は、自身のARPテーブルにその情報を記載し、以降はその情報を利用して通信を行います。

TCP/IP通信の詳細については、下記を参照してください。

ネットワーク例

下記ネットワークにおける、ホストAからホストBへの通信を例とします。

ARP要求(ARPリクエスト)

ホストAはホストBのIPアドレスは知っていますが、MACアドレスは知らないため、ARP要求(ARPリクエスト)をネットワーク全体に送信します。※ブロードキャスト通信

ARP応答(ARPリプライ)

ホストB(192.168.1.2)は、自身のIPアドレスのARP要求であることを認識し、ARP応答(ARPリプライ)を送信します。※ユニキャスト通信

無事にホストBのMACアドレスを取得したホストAは、実際の通信を開始できます。

ARPの種類

上述の説明は、一般的なARPの概要ですが、実はARPには様々な種類があります。

スクロールできます

名前	略称	読み方	説明
ARP	–	アープ	一般的なARP。IPアドレスからMACアドレスを解決するためのプロトコル。
Reverse ARP	RARP	リバースアープ	MACアドレスを元にIPアドレスを割り当てるためのプロトコル。 IPアドレス割り当ては、DHCPの利用が一般的なため、あまり利用されていない。
Gratuitous ARP	GARP	グラチューイタスアープ	IPアドレスの利用有無の確認や周辺機器のARPキャッシュをクリアするために利用されるプロトコル。 Cisco機器では、HSRPの冗長切り替わりの際に利用される。
Proxy ARP	–	プロキシアープ	自身が保持していないIPアドレスに対するARP要求に対して、代理で応答する機能。 ARPの種類ではなく、正確には「ARPの特殊な使われ方」にあたるが、あまり利用されていない。

通常のARP以外の説明は、下記を参照してください。

RARPとは(Reverse-ARP 通常ARPとの違いと利用場面)

GARPとは(Gratuitous-ARP 機能・動作と利用場面)

Proxy ARPとは(機能・動作とCisco機器の設定)

ARP通信のパケット詳細

ARP要求(ARPリクエスト)とARP応答(ARPリプライ)の詳細について説明します。

ARP要求(ARPリクエスト)の詳細

ARP要求のパケットの中身を確認します。

1   52:54:00:00:36:67 → ff:ff:ff:ff:ff:ff ARP 42 Who has 192.168.1.2? Tell 192.168.1.1

Frame 1: 42 bytes on wire (336 bits), 42 bytes captured (336 bits)
Ethernet II, Src: 52:54:00:00:36:67, Dst: ff:ff:ff:ff:ff:ff
    Destination: ff:ff:ff:ff:ff:ff
    Source: 52:54:00:00:36:67
    Type: ARP (0x0806)
Address Resolution Protocol (request)
    Hardware type: Ethernet (1)
    Protocol type: IPv4 (0x0800)
    Hardware size: 6
    Protocol size: 4
    Opcode: request (1)
    Sender MAC address: 52:54:00:00:36:67
    Sender IP address: 192.168.1.1
    Target MAC address: 00:00:00:00:00:00
    Target IP address: 192.168.1.2

イーサネットヘッダ

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項目	表記	説明
送信先MACアドレス	Destination	ARP要求はブロードキャストのため、送信先は「ff:ff:ff:ff:ff:ff」
送信元MACアドレス	Source	ARP要求を送信しているホストのMACアドレス
イーサネットタイプ	Type	ARPのイーサネットタイプは「0806」

ARP要求のフォーマット

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項目	表記	説明
ハードウェアタイプ	Hardware type	イーサネットの場合は「1」
プロトコルタイプ	Protocol type	IPv4の場合は「0800」
ハードウェアサイズ	Hardware size	イーサネットの場合はMACアドレスのサイズ「6Byte」
プロトコルサイズ	Protocol size	IPv4の場合はIPアドレスのサイズ「4Byte」
オペレーションコード	Opcode	ARP要求の場合は「1」
送信者MACアドレス	Sender MAC address	ARP要求を送信しているホストのMACアドレス
送信者IPアドレス	Sender IP address	ARP要求を送信しているホストのIPアドレス
送信先MACアドレス	Target MAC address	ARP要求の場合は、解決したいMACアドレスのため「00:00:00:00:00:00」
送信先IPアドレス	Target IP address	ARP解決したい対象のIPアドレス

ARP応答(ARPリプライ)の詳細

ARP応答のパケットの中身を確認します。

2   52:54:00:09:8c:cf → 52:54:00:00:36:67 ARP 60 192.168.1.2 is at 52:54:00:09:8c:cf

Frame 2: 60 bytes on wire (480 bits), 60 bytes captured (480 bits)
Ethernet II, Src: 52:54:00:09:8c:cf, Dst: 52:54:00:00:36:67
    Destination: 52:54:00:00:36:67
    Source: 52:54:00:09:8c:cf
    Type: ARP (0x0806)
    Padding: 000000000000000000000000000000000000
Address Resolution Protocol (reply)
    Hardware type: Ethernet (1)
    Protocol type: IPv4 (0x0800)
    Hardware size: 6
    Protocol size: 4
    Opcode: reply (2)
    Sender MAC address: 52:54:00:09:8c:cf
    Sender IP address: 192.168.1.2
    Target MAC address: 52:54:00:00:36:67
    Target IP address: 192.168.1.1

イーサネットヘッダ

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項目	表記	説明
送信先MACアドレス	Destination	ARP要求を送信したホストのMACアドレス
送信元MACアドレス	Source	ARP応答を送信しているホストのMACアドレス
イーサネットタイプ	Type	ARPのイーサネットタイプは「0806」

ARP応答のフォーマット

スクロールできます

項目	表記	説明
ハードウェアタイプ	Hardware type	イーサネットの場合は「1」
プロトコルタイプ	Protocol type	IPv4の場合は「0800」
ハードウェアサイズ	Hardware size	イーサネットの場合はMACアドレスのサイズ「6Byte」
プロトコルサイズ	Protocol size	IPv4の場合はIPアドレスのサイズ「4Byte」
オペレーションコード	Opcode	ARP応答の場合は「2」
送信元MACアドレス	Sender MAC address	ARP応答を送信しているホストのMACアドレス
送信元IPアドレス	Sender IP address	ARP応答を送信しているホストのIPアドレス
送信先MACアドレス	Target MAC address	ARP要求を送信したホストのMACアドレス
送信先IPアドレス	Target IP address	ARP要求を送信したホストのIPアドレス